パッケージ監視装置
【課題】発光素子と受光素子を用いて糸巻取途中におけるパッケージ表面状態を監視するとともに、ドラム表面での光の乱反射に起因する不良糸部分の誤検出を抑えることである。
【解決手段】糸巻取中にパッケージＰの表面を監視するパッケージ監視装置２５は、パッケージＰの表面に沿って光を発する発光素子２６、及び、発光素子２６からの光を受光する受光素子２７とを備え、発光素子２６と受光素子２７は、共に、パッケージＰとこのパッケージＰに接触する綾振ドラム１３との接点近傍からパッケージＰの周方向に離れた位置に配置されている。
【解決手段】糸巻取中にパッケージＰの表面を監視するパッケージ監視装置２５は、パッケージＰの表面に沿って光を発する発光素子２６、及び、発光素子２６からの光を受光する受光素子２７とを備え、発光素子２６と受光素子２７は、共に、パッケージＰとこのパッケージＰに接触する綾振ドラム１３との接点近傍からパッケージＰの周方向に離れた位置に配置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、糸を巻取管に巻取ってパッケージを形成する糸巻取機において、糸巻取中にパッケージの表面を監視するパッケージ監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、糸を巻取管に巻取ってパッケージを形成する糸巻取機として、自動ワインダが知られている。特許文献１に開示されているように、自動ワインダは、給糸ボビンから解舒された糸に存在する欠陥を検出し除去する糸欠陥検出装置と、糸切れ時、あるいは、糸欠陥検出装置による糸欠陥除去時（糸切断時）に、パッケージ側の糸端と給糸ボビン側の糸端をそれぞれ捕捉する２つの糸端捕捉手段と、２つの糸端捕捉手段でそれぞれ捕捉された２本の糸を継ぐ糸継装置と、クレードルアームに支持される巻取管に形成されるパッケージの表面に接触し、パッケージを接触摩擦によって回転駆動する駆動ドラム（綾振ドラム）等を備えている。
【０００３】
ここで、パッケージの形成途中（糸巻取途中）において、糸自体の欠陥は、糸欠陥検出装置によって除去されるため、この糸欠陥により不良パッケージが発生するということは通常ない。しかし、このような糸自体の欠陥以外の糸不良がパッケージに混入することによって不良パッケージが発生してしまうことは想定され得る。例えば、糸切れ後や糸欠陥除去後の糸継装置による糸継時に、糸端捕捉手段（サクションマウス）によってパッケージ側の糸端を捕捉する際に、糸端を捕捉すると同時に、既にパッケージに巻かれた糸をも引き出してしまうこと（二重口出し）によって、パッケージ表面から糸が飛び出してしまう。また、周囲に浮遊する糸屑がパッケージ表面に付着することも考えられる。このようなパッケージ表面から飛び出した糸部分（不良糸部分）がパッケージに巻取られて一旦パッケージ内部に混入してしまうと、このような不良糸部分を次工程に進む前に発見する（即ち、不良パッケージであると判断する）ことは難しい。
【０００４】
そこで、特許文献１〜３には、パッケージの形成途中に、パッケージの表面に不良糸部分が存在していないかを監視する装置が開示されている。このパッケージ監視装置は、発光素子と受光素子とを有し、発光素子からパッケージ表面に沿って発せられた光が受光素子で受光されるか否かにより、パッケージ表面から飛び出した不良糸部分を検出することが可能となっている。尚、パッケージの巻き径変化に応じて検出位置を変えなくて済むように、発光素子と受光素子はパッケージとドラムの接点近傍に設けられている。
【０００５】
【特許文献１】特開平９−３２８２５６号公報
【特許文献２】実開平２−１４７４６８号公報
【特許文献３】特開平１０−１８２００５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述した従来のパッケージ監視装置では、発光素子と受光素子はパッケージと綾振ドラムの接点近傍に設けられているため、発光素子から発せられた光が綾振ドラムの表面で乱反射し、受光素子で受光される光量が減少してしまう。この場合、パッケージ表面に不良糸部分が存在していない正常な状態であっても、発光素子からの光が糸で遮断されて受光量が減少したと判断してしまうことになり、不良なパッケージであると誤って判別してしまう虞がある。
【０００７】
また、図１２は、パッケージＰの巻太りによるパッケージ周面の変化を示す図である。この図１２に示すように、パッケージＰの巻太りに従って、パッケージＰを支持するクレードルアームは傾きが大きくなり、図中の一点鎖線で示すようにパッケージＰの中心が一方（図中左方）へ移動していく。これに伴い、発光素子１０１及び受光素子１０２のセンシング位置である、パッケージＰと綾振ドラム１００の接点近傍においては、パッケージＰが大径になるにつれてその周面が図中左方へずれていき、センシング位置から離れていく。つまり、発光素子１０１及び受光素子１０２のセンシング位置がパッケージＰとドラム１００の接点近傍にある場合には、パッケージＰが大径である方が、その表面の不良糸部分の検出精度が落ちてしまうという問題がある。
【０００８】
本発明の目的は、発光素子と受光素子を用いて糸巻取途中におけるパッケージ表面状態を監視するとともに、ドラム表面での光の乱反射に起因する不良糸部分の誤検出を抑えることにある。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００９】
第１の発明のパッケージ監視装置は、糸を巻取管に巻取ってパッケージを形成する糸巻取機の、糸巻取中に前記パッケージ表面を監視するパッケージ監視装置であって、
前記パッケージの表面に沿って光を発する発光素子、及び、前記発光素子からの光を受光する受光素子とを備え、前記発光素子と前記受光素子によるセンシング位置は、共に、前記パッケージとこのパッケージに接触するドラムとの接点近傍から前記パッケージの周方向に離れた位置に配置されていることを特徴とするものである。
【００１０】
この構成によれば、発光素子と受光素子が、パッケージとドラムの接点近傍からパッケージの周方向に離れた位置にある。そのため、発光素子から発せられた光の、ドラムの表面における乱反射が小さくなり、受光素子の受光量減少が抑えられる。従って、不良糸部分のない正常なパッケージを、不良パッケージであると誤って検出してしまうのが防止される。
【００１１】
尚、本発明において、「不良糸部分」とは、パッケージに巻取られた、あるいは、これから巻取られる糸と繋がった糸部分だけでなく、巻取対象の糸とは繋がっていない、外部から付着した糸屑等も含むものとする。
【００１２】
第２の発明のパッケージ監視装置は、前記第１の発明において、前記発光素子と前記受光素子によるセンシング位置は、前記パッケージ表面との距離が、前記ドラム表面との距離よりも小さくなる位置に配置されていることを特徴とするものである。
【００１３】
この構成によれば、発光素子と受光素子とが、ドラム表面よりもパッケージ表面に近い位置に配置されていることから、ドラム表面における光の乱反射による不良糸部分の誤検出を防止できる。
【００１４】
第３の発明のパッケージ監視装置は、前記第１又は第２の発明において、前記糸巻取機は、糸切れ時又は糸切断時に前記パッケージの表面近傍に移動して、前記パッケージ側の糸端を捕捉する糸端捕捉手段を有し、
前記発光素子と前記受光素子によるセンシング位置は、前記パッケージと前記ドラムの接点から、前記糸端捕捉手段の糸端捕捉位置よりも前記パッケージの周方向に離れた位置にあることを特徴とするものである。
【００１５】
糸切れ時、あるいは、糸欠陥を除去する際の糸切断時に、糸継ぎを行うために、糸端捕捉手段が、パッケージとドラムの接点近傍の糸端捕捉位置まで移動して、パッケージ側の糸端を捕捉する。このとき、発光素子と受光素子は、糸端捕捉手段の糸端捕捉位置よりも、パッケージとドラムの接点からパッケージの周方向に離れているため、糸端捕捉位置に移動した糸端捕捉手段が発光素子から発せられた光と干渉しない。従って、糸端捕捉時に糸端捕捉手段によって光が遮られることによる不良糸部分の誤検出は発生しないし、このような誤検出を防止するために糸端捕捉時には不良糸部分の検出を停止するなどの制御も不要である。
【００１６】
第４の発明のパッケージ監視装置は、前記第１〜第３の何れかの発明において、前記発光素子と前記受光素子によるセンシング位置は、少なくとも前記巻取管に一定量以上の糸が巻取られたときに、前記パッケージ表面に対して所定の離間距離範囲で近接して、パッケージ表面から飛び出た前記不良糸部分を検出可能となることを特徴とするものである。
【００１７】
発光素子と受光素子がパッケージとドラムの接点からパッケージ周方向に離れた位置にあると、パッケージの巻き径の変化に応じて、発光素子及び受光素子と、パッケージの表面との距離が変化する。そのため、発光素子と受光素子の位置が固定されている場合には、全ての巻き径範囲において、発光素子と受光素子がパッケージ表面に近接して不良糸部分を精度よく検出することは難しくなり、発光素子と受光素子の固定位置に応じた特定の巻き径範囲においてのみ、不良糸部分を検出可能となる。そこで、このような場合には、前記特定の巻き径範囲が、不良糸部分が特に生じやすい巻き径範囲であることが好ましい。
【００１８】
ここで、一般的に、パッケージの巻き径が大きくなるにつれて、糸がパッケージの軸方向端面から落ちる、いわゆる、端面落ちが生じやすいことが知られている。これは、巻き径が大きくなるほどパッケージの表面の周速が速くなり、糸に作用する遠心力が大きくなることが１つの原因と考えられる。このように、パッケージに端面落ちが生じると、糸切れが発生して糸端捕捉手段がパッケージ側の糸端を捕捉する際に、糸端捕捉手段が、本来捕捉すべき糸端と共に端面落ちした糸をも同時に捕捉してしまい、二重口出しが生じやすくなるなど、パッケージ表面に不良糸部分が発生しやすくなる。そこで、不良糸部分を検出可能となるパッケージの巻き径がある範囲に限定される場合には、特に一定量以上の糸が巻取られて、パッケージの巻き径が大きくなったときに、パッケージの表面に対して、不良糸部分を確実に検出することが可能な位置となるように、発光素子と受光素子が配置されることが好ましい。
【００１９】
第５の発明のパッケージ監視装置は、前記第１〜第４の何れかの発明において、前記不良糸部分を検出する前記発光素子と前記受光素子によるセンシング位置は、前記パッケージの巻き径の変化に応じて、位置を変更可能に構成されていることを特徴とするものである。
【００２０】
この構成によれば、パッケージの巻き径変化に応じて、不良糸部分を検出する発光素子と受光素子の位置が変更できるため、不良糸部分を精度よく検出することが可能となるパッケージの巻き径範囲が広がる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
次に、本発明の実施の形態について説明する。本実施形態は、給糸ボビンから解舒された糸を巻取管に巻取って巻取パッケージを形成する巻取ユニットを多数備えた、自動ワインダに本発明を適用した一例である。図１は本実施形態に係る自動ワインダの概略構成を示す正面図、図２は自動ワインダの１つの巻取ユニットの正面図である。
【００２２】
図１、図２に示すように、自動ワインダ１は、列設された多数の巻取ユニット２（糸巻取機）と、これら多数の巻取ユニット２に沿ってそれらの列設方向に走行自在に設けられた玉揚装置３と、自動ワインダ１の全体制御を司る機台制御装置４とを備えている。尚、機台制御装置４は、巻取ユニット２の列設方向一端側に配置されている。
【００２３】
そして、この自動ワインダ１は、機台制御装置４から多数の巻取ユニット２の巻取ユニット制御装置３０に対して指令を送り、各々の巻取ユニット２において給糸ボビンから解舒される糸を巻取管に巻取ってパッケージを形成するように構成されている。また、ある巻取ユニット２に満玉パッケージが形成されたときには、玉揚装置３がその巻取ユニット２の頭上に移動して、満玉パッケージを空の巻取管に取り替えるようになっている。
【００２４】
次に、各々の巻取ユニット２の詳細な構成について説明する。図３は、巻取ユニット２の上部の側面図である。図２、図３に示す巻取ユニット２は、給糸ボビンＢから解舒される紡績糸をトラバースさせながら巻取管１１に巻き付けて、所定長で所定形状のパッケージＰを形成するものである。
【００２５】
巻取ユニット２は、機台としてのユニットフレーム１０と、このユニットフレーム１０に設けられて巻取管１１を回転自在に把持するクレードル１２と、ユニットフレーム１０に回転自在に支持された綾振ドラム１３とを備えている。図２、図３に示すように、ユニットフレーム１０の上端部の前面には、巻取ユニット２が異常状態にあることを作業者に報知するための、ランプやブザー等からなる報知部１４が設けられている。
【００２６】
図３に示すように、クレードル１２は、巻取管１１の両端部をそれぞれ回転自在に保持する２つのホルダ１５と、巻取管１１（パッケージＰ）の軸方向両側において２つのホルダ１５をそれぞれ支持する２本のクレードルアーム１６とを備えている。
【００２７】
綾振ドラム１３は、表面に光沢を有する金属材料で形成され、ユニットフレーム１０内に格納されたドラム駆動モータ４０（図６参照）により回転駆動される。また、この綾振ドラム１３の周面には螺旋状の綾振溝１３ａが形成されており、この綾振溝１３ａによって紡績糸Ｙをトラバースさせるように構成されている。そして、巻取ユニット２は、綾振ドラム１３が、綾振溝１３ａによって紡績糸Ｙをトラバースさせながら、巻取管１１に形成されたパッケージＰに接触した状態で回転することで、綾振ドラム１３との接触摩擦によってパッケージＰを回転させて、ボビンＢから解舒された糸を巻取るように構成されている。
【００２８】
また、図２に示すように、給糸ボビンＢと綾振ドラム１３の間の糸走行経路中には、給糸ボビンＢ側から順に、解舒補助装置１７、ヤーンフィーラ１８、テンション付与装置１９、糸継装置２０、ヤーンクリアラー２１（糸欠陥検出装置）がそれぞれ配設されている。
【００２９】
解舒補助装置１７は、給糸ボビンＢの解舒と共に芯管に被さる筒体を下げることにより、給糸ボビンＢからの糸の解舒を補助するものである。ヤーンフィーラ１８は、解舒補助装置１７とテンション付与装置１９との間における紡績糸Ｙの有無を検出するものである。テンション付与装置１９は、走行する紡績糸Ｙに所定のテンションを付与するものである。図２に示される例では、固定の櫛歯１９ａに対して可動の櫛歯１９ｂを配置するゲート式のものが用いられている。櫛歯１９ａに対して櫛歯１９ｂが噛み合わせ状態または開放状態になるように旋回自在になっており、その旋回はロータリー式のソレノイドにより行われる。
【００３０】
糸継装置２０は、次述のヤーンクリアラー２１により検出された糸欠陥を除去するために行われる糸切断時、または解舒中の糸切れ時などに、給糸ボビンＢ側の下糸とパッケージＰ側の上糸とを糸継ぎするものである。図２には、糸継装置２０として、円盤状のディスク部材２０ａ，２０ｂを備えたディスクスプライサが示されており、ディスク部材２０ａ，２０ｂが下糸Ｙ１と上糸Ｙ２とを挟持している状態で、ディスク部材２０ａ，２０ｂを互いにすり合わせることにより、下糸Ｙ１と上糸Ｙ２を解撚・加撚して糸継ぎするように構成されている。
【００３１】
ヤーンクリアラー２１は、紡績糸Ｙの欠陥を検出するためのものであって、クリアラーからの紡績糸Ｙの太さに応じた信号が適宜のアナライザで処理されることで、スラブ等の糸欠陥を検出する。また、このクリアラー２１には、糸欠陥を検出した時の糸切断用のカッター２１ａが付設されている。
【００３２】
糸継装置２０の上下には、給糸ボビンＢ側の下糸Ｙ１を捕捉して糸継装置２０へ案内する下糸捕捉案内部材２２と、パッケージＰ側の上糸Ｙ２を捕捉して糸継装置２０へ案内する上糸捕捉案内部材２３が設けられている。解舒中の糸切れ時、あるいは、ヤーンクリアラー２１による糸切断時には、下糸捕捉案内部材２２の吸引口２２ａは、図２に示されている位置において下糸Ｙ１の糸端を捕捉し、下から上へと旋回して糸継装置２０に下糸Ｙ１を案内する。同時に、上糸捕捉案内部材２３は、そのサクションマウス２３ａ（糸端捕捉手段）が、図２に示されている位置から、パッケージＰと綾振ドラム１３の接点近傍の糸端捕捉位置（図３において二点鎖線で示される位置）まで旋回し、この糸端捕捉位置においてパッケージＰから上糸Ｙ２の糸端を捕捉した後に再び下へと旋回し、糸継装置２０に上糸Ｙ２を案内するようになっている。
【００３３】
ところで、パッケージＰの巻取中に、パッケージＰの表面に飛び出た（又は付着した）不良な糸部分が生じたまま、パッケージＰの巻取が進行してしまうと、この不良糸部分がパッケージＰの中に混入してしまい、不良パッケージを生じさせることがある。
【００３４】
例えば、巻取中のテンション変動による糸切れや、ヤーンクリアラー２１で検出された糸欠陥を除去する際のカッター２１ａによる糸切断後に行われる、糸継装置２０による糸継時には、上糸捕捉案内部材２３のサクションマウス２３ａが、糸端捕捉位置まで移動してパッケージＰ側の糸端を捕捉することになるが、このとき、糸端を捕捉すると同時に、既にパッケージＰに巻かれた糸Ｙをも引き出してしまうこと（二重口出し）によって、引き出された糸ＹがパッケージＰの表面から飛び出した状態でパッケージＰに巻取られてしまうことがある。
【００３５】
また、給糸ボビンＢから解舒された糸Ｙのテンションが瞬間的に低下した場合などに、糸Ｙの一部がちぢれてしまい、このちぢれた部分（ビリともいう）がパッケージＰに巻取られることもある。あるいは、巻取ユニット２の周囲に浮遊する糸屑がパッケージＰ表面に付着した状態で巻取られてしまうことも考えられる。
【００３６】
そこで、本実施形態の巻取ユニット２には、糸巻取途中にパッケージＰの表面の品質（より具体的には、パッケージＰ表面の不良糸部分の有無）を監視するパッケージ監視装置２５が設けられている。図４は、パッケージＰ、綾振ドラム１３、及び、パッケージ監視装置２５の位置関係を示す、巻取ユニット２の上部拡大図であり、図５は、図４の左側面図である。図２〜図４に示すように、このパッケージ監視装置２５は、巻取ユニット２の前面側（図２の紙面手前側）において、水平方向に関して相対向するように設けられた発光素子２６と受光素子２７とを有する。
【００３７】
発光素子２６は、綾振ドラム１３の右側に位置するユニットフレーム１０の上端面に配置され、パッケージＰの表面に沿って水平（左方）に光を照射する。一方、受光素子２７は、綾振ドラム１３を覆うドラムカバー２８の、ユニットフレーム１０とは反対側の端部（図２の左端部）に、発光素子２６と対向するようにブラケット２９を介して取り付けられている。このように、発光素子２６と受光素子２７は同じ高さ位置にあり、発光素子２６と受光素子２７を結ぶ直線（センシング位置）がパッケージＰとドラム１３の接線（接平面）と平行になっている。
【００３８】
これにより、パッケージＰの表面から飛び出した不良糸部分が存在しない場合には、発光素子２６からパッケージＰの表面に沿って水平に照射された光は、受光素子２７により受光される。一方、図５に二点鎖線で示すように、パッケージＰの表面に不良糸部分Ｙｂが存在する場合には、発光素子２６から照射された光の一部が不良糸部分Ｙｂにより遮られて、受光素子２７の受光量が減少することにより、不良糸部分Ｙｂを検出することが可能である。
【００３９】
ここで、従来構成のように、発光素子２６と受光素子２７がパッケージＰと綾振ドラム１３の接点近傍に設けられると、発光素子２６から発せられた光が、金属製で光沢を有する綾振ドラム１３の表面で乱反射し、受光素子２７で受光される光量が減少してしまうという問題があった。そこで、本実施形態においては、図４、図５に示すように、パッケージ監視装置２５の発光素子２６と受光素子２７は、パッケージＰとこのパッケージＰの下部表面に接触するドラム１３との接点近傍から、パッケージＰの周方向（前斜め上方）に離れた位置に配置されている。つまり、発光素子２６と受光素子２７とが、ドラム１３の表面から離れるように配置されている。そのため、発光素子２６から発せられた光の、ドラム１３の表面における乱反射が小さくなり、受光素子２７の受光量減少が抑えられるため、不良糸部分Ｙｂのない正常なパッケージＰを、不良パッケージであると誤って検出してしまうのが防止される。
【００４０】
また、図３に示すように、発光素子２６と受光素子２７は、パッケージＰとドラム１３の接点から、糸継時に下方から旋回する、上糸捕捉案内部材２３のサクションマウス２３ａの糸端捕捉位置よりも、さらにパッケージＰの周方向に離れた位置（上方の位置）に配置されている。そのため、上糸Ｙ２の糸端捕捉時に糸端捕捉位置に移動したサクションマウス２３ａが、発光素子２６から発せられた光と干渉することはない。従って、糸端捕捉時にサクションマウス２３ａによって光が遮られることによる誤検出は発生しないし、このような誤検出を防止するために糸端捕捉時に、発光素子２６と受光素子２７による不良糸部分の検出を停止するなどの制御も不要である。
【００４１】
尚、上述したように、発光素子２６と受光素子２７とが、パッケージＰとドラム１３の接点から周方向に離れていると、パッケージＰの巻太りに伴って、発光素子２６及び受光素子２７と、パッケージＰの表面との距離が多少変化する。図６は、パッケージＰの巻太りによるパッケージ周面の変化を示す図である。図６に示すように、パッケージＰの巻太りに応じてクレードルアーム１６の傾斜角度が大きくなるため、図６の一点鎖線で示すように、パッケージＰの中心が後方（図中左方）に移動し、パッケージＰの周面の位置が変化する。しかし、このように、パッケージＰの巻き径変化に応じて、発光素子２６及び受光素子２７と、パッケージＰ表面との距離が多少変化するとしても、ドラム１３表面における光の乱反射を抑えつつ、パッケージＰ表面から飛び出した不良糸部分Ｙｂを精度よく検出するためには、パッケージＰの巻き径に関わらず常に、発光素子２６と受光素子２７は、パッケージＰ表面との距離がドラム１３表面との距離よりも小さくなる位置に配置されていることが好ましい。
【００４２】
その一方で、発光素子２６と受光素子２７を、パッケージＰ表面とドラム１３との接点から、あまりに遠くまで離しすぎると（例えば、パッケージＰの頂部位置（図５の位置Ａ）など）、パッケージＰの巻き径の変化に対する、発光素子２６及び受光素子２７とパッケージＰ表面との距離の変化が大きくなる。従って、このような場合には、パッケージＰ表面に近接して不良糸部分Ｙｂを確実に検出することが可能な、パッケージＰの巻き径範囲が狭くなる。そこで、発光素子２６と受光素子２７は、接点からパッケージＰの周方向に離れすぎない位置に配置されていることが好ましい。この場合には、パッケージＰの巻き径の変化に対する、発光素子２６及び受光素子２７とパッケージＰ表面との距離の変化が小さくなり、不良糸部分を精度よく検出可能となるパッケージＰの巻き径範囲が大きくなる。
【００４３】
また、本実施形態のように、発光素子２６と受光素子２７の位置が固定されており、これら発光素子２６と受光素子２７の位置に応じた特定のパッケージ巻き径範囲においてのみ不良糸部分を検出可能である場合には、前記特定の巻き径範囲が、不良糸部分が特に生じやすい巻き径範囲であることが好ましい。
【００４４】
ここで、一般的に、パッケージＰの巻き径が大きくなるにつれて、糸ＹがパッケージＰの回転軸方向端面から落ちる、いわゆる、端面落ちが生じやすいことが知られている。これは、巻き径が大きくなるほど、パッケージＰの表面に巻き付けられる糸Ｙに作用する遠心力が大きくなることが１つの原因と考えられる。このように、パッケージＰに端面落ちが生じた状態で、糸継ぎのためにサクションマウス２３ａがパッケージＰ側の糸端を捕捉する場合には、サクションマウス２３ａが、本来捕捉すべき糸端と共に端面落ちした糸Ｙをも同時に捕捉してしまい、二重口出しが発生しやすく、この二重口出しに起因した不良糸部分が生じやすくなる。
【００４５】
そこで、発光素子２６と受光素子２７は、特に、巻取管１１に一定量以上の糸（例えば、パッケージ巻き径が最大パッケージ径の５０％以上となる糸量）が巻取られ、パッケージＰの巻き径が十分大きくなったときに、接近しすぎによる誤検出が生じない程度に、そのパッケージＰの表面に対して所定の離間距離範囲で近接して、パッケージＰの表面から飛び出した不良糸部分Ｙｂを検出可能となることが好ましい。
【００４６】
上記の検出を行うための具体的なセンシング位置の一例を以下に示す。図６に示すように、発光素子２６と受光素子２７とを結ぶ直線６１（センシング位置）は、半巻パッケージＰ１（パッケージ径Ｒが、満巻パッケージＰ１の径（Ｒ１）の半分（Ｒ２）であるパッケージ）の、最前面から垂下させた仮想的な鉛直面６０に含まれ、且つ、半巻きパッケージＰ２の周面近傍に位置している。この位置では、半巻パッケージＰ２から満巻パッケージＰ１までパッケージ径が変化しても、パッケージＰの周面の変化は、パッケージＰとドラム１３との接点近傍よりも小さい。つまり、発光素子２６と受光素子２７のセンシング位置を図６の位置にすることで、従来構成（図１１参照）と比べて、半巻パッケージＰ２から満巻パッケージＰ１に至るまでの不良糸部分の検出を、より高精度に行うことができる。
【００４７】
本実施の形態のように、コーン状のパッケージＰを巻き取る場合には、上述のセンシング位置の設定は、大径側、小径側それぞれのパッケージ径に対して設定するとよい。例えば、発光素子２６は大径側を基準にセンシング位置を決定し、受光素子２７は小径側を基準にセンシング位置を決定する。このように、センシング位置を決定することによって、パッケージ表面に沿ったセンシング位置が規定され、パッケージ表面の全幅を監視することができる。
【００４８】
次に、巻取ユニット２の制御構成について説明する。図７は巻取ユニット２の制御構成を示すブロック図である。巻取ユニット２のユニットフレーム１０（図２参照）内には巻取ユニット２を制御する巻取ユニット制御装置３０が設けられている。この巻取ユニット制御装置３０は、演算処理装置であるＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＣＰＵが実行するプログラム及びプログラムに使用されるデータが記憶されているＲＯＭ（Read-Only Memory）と、プログラム実行時にデータを一時記憶するためのＲＡＭ（Random Access Memory）、及び、外部とのデータの入出力を行う入出力インターフェース等で構成されている。
【００４９】
巻取ユニット制御装置３０は、給糸ボビンＢから解舒された糸Ｙを巻取管１１に巻き付けてパッケージＰを形成する、一連の糸巻取動作を制御する糸巻取制御部３１と、パッケージ監視装置２５からの信号に基づいてパッケージＰの品質を判定する品質判定部３２とを有する。尚、糸巻取制御部３１と品質判定部３２の機能は、前述したＣＰＵが、ＲＯＭに格納された制御プログラムを実行することによって実現される。
【００５０】
糸巻取制御部３１は、自動ワインダ１の全体動作を制御する機台制御装置４から送られた指令に基づいて、綾振ドラム１３を駆動するドラム駆動モータ４０を制御して、綾振ドラム１３によって巻取管１１を回転させてこの巻取管１１にパッケージＰを形成する。また、糸巻取中に、糸切れが発生した場合、あるいは、ヤーンクリアラー２１により検出された糸欠陥を除去するためにカッター２１ａによる糸切断が行われた場合には、糸継装置２０を制御してパッケージＰ側の上糸Ｙ２と給糸ボビンＢ側の下糸Ｙ１の糸継ぎを行う。
【００５１】
品質判定部３２は、パッケージ監視装置２５の発光素子２６と受光素子２７によって、パッケージＰの表面に不良糸部分が検出された場合には、そのパッケージの品質は不良であると判定し、糸巻取制御部３１により制御されている糸巻取動作を一時停止させる。同時に、品質判定部３２は、ユニットフレーム１０に設けられた、ランプやブザー等からなる報知部１４を動作させ、不良パッケージが発生したことを作業者に知らせる。
【００５２】
次に、前記実施形態に種々の変更を加えた変更形態について説明する。但し、前記実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
【００５３】
１］前記実施形態では、下糸捕捉時にサクションマウス２３ａが接近してくる方向である、巻取ユニット２の前面側に、パッケージ監視装置２５の発光素子２６と受光素子２７が設けられているが（図５参照）、図８に示すように、巻取ユニット２の背面側に発光素子２６と発光素子２７が設けられていてもよい。この場合には、サクションマウス２３ａの糸端捕捉位置とは無関係に発光素子２６と受光素子２７とを配置することができる。
【００５４】
２］前記実施形態のように、発光素子２６と受光素子２７が１組のみで、且つ、その位置が固定されている場合には、パッケージＰの巻き径変化に応じて発光素子２６及び受光素子２７とパッケージＰの表面との距離が変化するために、場合によっては、不良糸部分を検出可能なパッケージ巻き径範囲が狭い範囲に限られてしまう。そこで、不良糸部分を検出する発光素子２６と受光素子２７が、パッケージＰの巻き径の変化に応じて、位置を変更可能に構成されていてもよい。
【００５５】
例えば、図９に示すように、パッケージＰを支持する両側のクレードルアーム１６に発光素子２６と受光素子２７がそれぞれ設けられ、さらに、各々のクレードルアーム１６に、発光素子２６あるいは受光素子２７が長手方向に複数設けられてもよい。
【００５６】
この形態では、図９（ａ）に示すように、パッケージＰが小径の場合には、クレードルアーム１６の最も先端側（パッケージＰ側）に位置する発光素子２６ａと受光素子２７ａが、パッケージＰの表面に最も近接することから、この１組の発光素子２６ａと受光素子２７ａにより、パッケージＰ表面の不良糸部分が検出されることになる。一方、図９（ｂ）に示すように、パッケージＰの径が大きくなると、小径時に使用されたものよりもクレードルアーム１６の基端側（パッケージＰと反対側）に位置する発光素子２６ｂと受光素子２７ｂがパッケージＰの表面に最も近接することになり、この１組の発光素子２６ｂと受光素子２７ｂにより、パッケージＰ表面の不良糸部分が検出されることになる。つまり、パッケージＰの巻き径が大きくなるにつれて、不良糸部分を検出する発光素子２６と受光素子２７の位置が、クレードルアーム１６の基端側に変更される。
【００５７】
または、１組の発光素子２６と受光素子２７が位置変更可能であり、パッケージＰの巻き径変化に応じて自らの位置を変更するように構成されてもよい。この構成の具体例を以下に挙げる。
【００５８】
図１０（ａ），（ｂ）に示す構成では、パッケージＰを支持する両側のクレードルアーム１６に、発光素子２６と受光素子２７がそれぞれクレードルアーム１６に対して長手方向に移動可能に設けられている。その上で、パッケージＰの巻太りに伴ってクレードルアーム１６の傾斜角度が大きくなるにつれて、クレードルアーム１６に設けられた発光素子２６と受光素子２７が、それぞれバネ５０を介して引っ張られて、クレードルアーム１６の基端側に位置を変更するように構成されている。
【００５９】
また、図１１（ａ），（ｂ）に示す構成では、パッケージＰを支持する両側のクレードルアーム１６に、発光素子２６と受光素子２７がそれぞれクレードルアーム１６に対して長手方向に移動可能に設けられるとともに、クレードルアーム１６にはその傾斜角度を検出する角度検出センサ５１が設けられている。また、クレードルアーム１６に設けられた発光素子２６と受光素子２７には、これら発光素子２６と受光素子２７をそれぞれクレードルアーム１６の長手方向に駆動する、モータや流体圧シリンダ等のアクチュエータ５２が連結されている。そして、角度検出センサ５１で検出されたクレードルアーム１６の傾斜角度に応じて、アクチュエータ５２が発光素子２６と受光素子２７を駆動することで、発光素子２６と受光素子２７が、クレードルアーム１６の基端側に位置を変更するように構成されている。
【００６０】
３］前記実施形態においては、パッケージＰに接触するドラム（綾振ドラム１３）は、このパッケージＰを摩擦接触によって回転駆動する駆動ドラムであったが、ドラムがパッケージＰを駆動する目的以外で設けられている場合でも本発明を適用することができる。例えば、巻取管１１を直接駆動するモータ等の駆動手段がドラムとは別に設けられており、パッケージＰの表面に接触するドラムは、主に、パッケージＰの表面形状を整えるために接圧を付与する目的で設けられるものである場合であってもよい。
【００６１】
４］前記実施形態の巻取ユニットは、図２、図３に示されているように、軸方向一端が他端よりも小径のコーン状のパッケージを形成するものであるが、軸方向に関してパッケージ径が一定の、チーズ状のパッケージを形成するものであってもよい。
【００６２】
５］前記実施形態では、発光素子２６と受光素子２７がパッケージＰの両端位置にそれぞれ設けられていたが、発光素子２６と受光素子２７がパッケージの一端側に共に配置された上で、パッケージ他端側には発光素子２６からの光を反射する反射部材が設けられ、反射部材で反射された光を受光素子２７が受光するように構成されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本実施形態に係る自動ワインダを概略的に示す正面図である。
【図２】巻取ユニットの正面図である。
【図３】巻取ユニットの上部の左側面図である。
【図４】パッケージ、綾振ドラム、及び、パッケージ監視装置の位置関係を示す、巻取ユニットの上部拡大図である。
【図５】図４の左側面図である。
【図６】パッケージの巻太りによるパッケージ周面の変化を示す図である。
【図７】巻取ユニットの制御構成を示すブロック図である。
【図８】変更形態に係る巻取ユニットの上部拡大図である。
【図９】別の変更形態に係る巻取ユニットの上部拡大図であり、（ａ）はパッケージ径が小径、（ｂ）はパッケージ径が大径の状態をそれぞれ示す。
【図１０】さらに別の変更形態に係る巻取ユニットの上部拡大図であり、（ａ）はパッケージ径が小径、（ｂ）はパッケージ径が大径の状態をそれぞれ示す。
【図１１】さらに別の変更形態に係る巻取ユニットの上部拡大図であり、（ａ）はパッケージ径が小径、（ｂ）はパッケージ径が大径の状態をそれぞれ示す。
【図１２】従来技術における、パッケージＰの巻太りによるパッケージ周面の変化を示す図である。
【符号の説明】
【００６４】
２ 巻取ユニット
１１ 巻取管
１３ 綾振ドラム
２３ 上糸捕捉案内部材
２３ａ サクションマウス（糸端捕捉手段）
２５ パッケージ監視装置
２６ 発光素子
２７ 受光素子
Ｐ パッケージ
Ｙ 糸
Ｙｂ 不良糸部分
【技術分野】
【０００１】
本発明は、糸を巻取管に巻取ってパッケージを形成する糸巻取機において、糸巻取中にパッケージの表面を監視するパッケージ監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、糸を巻取管に巻取ってパッケージを形成する糸巻取機として、自動ワインダが知られている。特許文献１に開示されているように、自動ワインダは、給糸ボビンから解舒された糸に存在する欠陥を検出し除去する糸欠陥検出装置と、糸切れ時、あるいは、糸欠陥検出装置による糸欠陥除去時（糸切断時）に、パッケージ側の糸端と給糸ボビン側の糸端をそれぞれ捕捉する２つの糸端捕捉手段と、２つの糸端捕捉手段でそれぞれ捕捉された２本の糸を継ぐ糸継装置と、クレードルアームに支持される巻取管に形成されるパッケージの表面に接触し、パッケージを接触摩擦によって回転駆動する駆動ドラム（綾振ドラム）等を備えている。
【０００３】
ここで、パッケージの形成途中（糸巻取途中）において、糸自体の欠陥は、糸欠陥検出装置によって除去されるため、この糸欠陥により不良パッケージが発生するということは通常ない。しかし、このような糸自体の欠陥以外の糸不良がパッケージに混入することによって不良パッケージが発生してしまうことは想定され得る。例えば、糸切れ後や糸欠陥除去後の糸継装置による糸継時に、糸端捕捉手段（サクションマウス）によってパッケージ側の糸端を捕捉する際に、糸端を捕捉すると同時に、既にパッケージに巻かれた糸をも引き出してしまうこと（二重口出し）によって、パッケージ表面から糸が飛び出してしまう。また、周囲に浮遊する糸屑がパッケージ表面に付着することも考えられる。このようなパッケージ表面から飛び出した糸部分（不良糸部分）がパッケージに巻取られて一旦パッケージ内部に混入してしまうと、このような不良糸部分を次工程に進む前に発見する（即ち、不良パッケージであると判断する）ことは難しい。
【０００４】
そこで、特許文献１〜３には、パッケージの形成途中に、パッケージの表面に不良糸部分が存在していないかを監視する装置が開示されている。このパッケージ監視装置は、発光素子と受光素子とを有し、発光素子からパッケージ表面に沿って発せられた光が受光素子で受光されるか否かにより、パッケージ表面から飛び出した不良糸部分を検出することが可能となっている。尚、パッケージの巻き径変化に応じて検出位置を変えなくて済むように、発光素子と受光素子はパッケージとドラムの接点近傍に設けられている。
【０００５】
【特許文献１】特開平９−３２８２５６号公報
【特許文献２】実開平２−１４７４６８号公報
【特許文献３】特開平１０−１８２００５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述した従来のパッケージ監視装置では、発光素子と受光素子はパッケージと綾振ドラムの接点近傍に設けられているため、発光素子から発せられた光が綾振ドラムの表面で乱反射し、受光素子で受光される光量が減少してしまう。この場合、パッケージ表面に不良糸部分が存在していない正常な状態であっても、発光素子からの光が糸で遮断されて受光量が減少したと判断してしまうことになり、不良なパッケージであると誤って判別してしまう虞がある。
【０００７】
また、図１２は、パッケージＰの巻太りによるパッケージ周面の変化を示す図である。この図１２に示すように、パッケージＰの巻太りに従って、パッケージＰを支持するクレードルアームは傾きが大きくなり、図中の一点鎖線で示すようにパッケージＰの中心が一方（図中左方）へ移動していく。これに伴い、発光素子１０１及び受光素子１０２のセンシング位置である、パッケージＰと綾振ドラム１００の接点近傍においては、パッケージＰが大径になるにつれてその周面が図中左方へずれていき、センシング位置から離れていく。つまり、発光素子１０１及び受光素子１０２のセンシング位置がパッケージＰとドラム１００の接点近傍にある場合には、パッケージＰが大径である方が、その表面の不良糸部分の検出精度が落ちてしまうという問題がある。
【０００８】
本発明の目的は、発光素子と受光素子を用いて糸巻取途中におけるパッケージ表面状態を監視するとともに、ドラム表面での光の乱反射に起因する不良糸部分の誤検出を抑えることにある。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００９】
第１の発明のパッケージ監視装置は、糸を巻取管に巻取ってパッケージを形成する糸巻取機の、糸巻取中に前記パッケージ表面を監視するパッケージ監視装置であって、
前記パッケージの表面に沿って光を発する発光素子、及び、前記発光素子からの光を受光する受光素子とを備え、前記発光素子と前記受光素子によるセンシング位置は、共に、前記パッケージとこのパッケージに接触するドラムとの接点近傍から前記パッケージの周方向に離れた位置に配置されていることを特徴とするものである。
【００１０】
この構成によれば、発光素子と受光素子が、パッケージとドラムの接点近傍からパッケージの周方向に離れた位置にある。そのため、発光素子から発せられた光の、ドラムの表面における乱反射が小さくなり、受光素子の受光量減少が抑えられる。従って、不良糸部分のない正常なパッケージを、不良パッケージであると誤って検出してしまうのが防止される。
【００１１】
尚、本発明において、「不良糸部分」とは、パッケージに巻取られた、あるいは、これから巻取られる糸と繋がった糸部分だけでなく、巻取対象の糸とは繋がっていない、外部から付着した糸屑等も含むものとする。
【００１２】
第２の発明のパッケージ監視装置は、前記第１の発明において、前記発光素子と前記受光素子によるセンシング位置は、前記パッケージ表面との距離が、前記ドラム表面との距離よりも小さくなる位置に配置されていることを特徴とするものである。
【００１３】
この構成によれば、発光素子と受光素子とが、ドラム表面よりもパッケージ表面に近い位置に配置されていることから、ドラム表面における光の乱反射による不良糸部分の誤検出を防止できる。
【００１４】
第３の発明のパッケージ監視装置は、前記第１又は第２の発明において、前記糸巻取機は、糸切れ時又は糸切断時に前記パッケージの表面近傍に移動して、前記パッケージ側の糸端を捕捉する糸端捕捉手段を有し、
前記発光素子と前記受光素子によるセンシング位置は、前記パッケージと前記ドラムの接点から、前記糸端捕捉手段の糸端捕捉位置よりも前記パッケージの周方向に離れた位置にあることを特徴とするものである。
【００１５】
糸切れ時、あるいは、糸欠陥を除去する際の糸切断時に、糸継ぎを行うために、糸端捕捉手段が、パッケージとドラムの接点近傍の糸端捕捉位置まで移動して、パッケージ側の糸端を捕捉する。このとき、発光素子と受光素子は、糸端捕捉手段の糸端捕捉位置よりも、パッケージとドラムの接点からパッケージの周方向に離れているため、糸端捕捉位置に移動した糸端捕捉手段が発光素子から発せられた光と干渉しない。従って、糸端捕捉時に糸端捕捉手段によって光が遮られることによる不良糸部分の誤検出は発生しないし、このような誤検出を防止するために糸端捕捉時には不良糸部分の検出を停止するなどの制御も不要である。
【００１６】
第４の発明のパッケージ監視装置は、前記第１〜第３の何れかの発明において、前記発光素子と前記受光素子によるセンシング位置は、少なくとも前記巻取管に一定量以上の糸が巻取られたときに、前記パッケージ表面に対して所定の離間距離範囲で近接して、パッケージ表面から飛び出た前記不良糸部分を検出可能となることを特徴とするものである。
【００１７】
発光素子と受光素子がパッケージとドラムの接点からパッケージ周方向に離れた位置にあると、パッケージの巻き径の変化に応じて、発光素子及び受光素子と、パッケージの表面との距離が変化する。そのため、発光素子と受光素子の位置が固定されている場合には、全ての巻き径範囲において、発光素子と受光素子がパッケージ表面に近接して不良糸部分を精度よく検出することは難しくなり、発光素子と受光素子の固定位置に応じた特定の巻き径範囲においてのみ、不良糸部分を検出可能となる。そこで、このような場合には、前記特定の巻き径範囲が、不良糸部分が特に生じやすい巻き径範囲であることが好ましい。
【００１８】
ここで、一般的に、パッケージの巻き径が大きくなるにつれて、糸がパッケージの軸方向端面から落ちる、いわゆる、端面落ちが生じやすいことが知られている。これは、巻き径が大きくなるほどパッケージの表面の周速が速くなり、糸に作用する遠心力が大きくなることが１つの原因と考えられる。このように、パッケージに端面落ちが生じると、糸切れが発生して糸端捕捉手段がパッケージ側の糸端を捕捉する際に、糸端捕捉手段が、本来捕捉すべき糸端と共に端面落ちした糸をも同時に捕捉してしまい、二重口出しが生じやすくなるなど、パッケージ表面に不良糸部分が発生しやすくなる。そこで、不良糸部分を検出可能となるパッケージの巻き径がある範囲に限定される場合には、特に一定量以上の糸が巻取られて、パッケージの巻き径が大きくなったときに、パッケージの表面に対して、不良糸部分を確実に検出することが可能な位置となるように、発光素子と受光素子が配置されることが好ましい。
【００１９】
第５の発明のパッケージ監視装置は、前記第１〜第４の何れかの発明において、前記不良糸部分を検出する前記発光素子と前記受光素子によるセンシング位置は、前記パッケージの巻き径の変化に応じて、位置を変更可能に構成されていることを特徴とするものである。
【００２０】
この構成によれば、パッケージの巻き径変化に応じて、不良糸部分を検出する発光素子と受光素子の位置が変更できるため、不良糸部分を精度よく検出することが可能となるパッケージの巻き径範囲が広がる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
次に、本発明の実施の形態について説明する。本実施形態は、給糸ボビンから解舒された糸を巻取管に巻取って巻取パッケージを形成する巻取ユニットを多数備えた、自動ワインダに本発明を適用した一例である。図１は本実施形態に係る自動ワインダの概略構成を示す正面図、図２は自動ワインダの１つの巻取ユニットの正面図である。
【００２２】
図１、図２に示すように、自動ワインダ１は、列設された多数の巻取ユニット２（糸巻取機）と、これら多数の巻取ユニット２に沿ってそれらの列設方向に走行自在に設けられた玉揚装置３と、自動ワインダ１の全体制御を司る機台制御装置４とを備えている。尚、機台制御装置４は、巻取ユニット２の列設方向一端側に配置されている。
【００２３】
そして、この自動ワインダ１は、機台制御装置４から多数の巻取ユニット２の巻取ユニット制御装置３０に対して指令を送り、各々の巻取ユニット２において給糸ボビンから解舒される糸を巻取管に巻取ってパッケージを形成するように構成されている。また、ある巻取ユニット２に満玉パッケージが形成されたときには、玉揚装置３がその巻取ユニット２の頭上に移動して、満玉パッケージを空の巻取管に取り替えるようになっている。
【００２４】
次に、各々の巻取ユニット２の詳細な構成について説明する。図３は、巻取ユニット２の上部の側面図である。図２、図３に示す巻取ユニット２は、給糸ボビンＢから解舒される紡績糸をトラバースさせながら巻取管１１に巻き付けて、所定長で所定形状のパッケージＰを形成するものである。
【００２５】
巻取ユニット２は、機台としてのユニットフレーム１０と、このユニットフレーム１０に設けられて巻取管１１を回転自在に把持するクレードル１２と、ユニットフレーム１０に回転自在に支持された綾振ドラム１３とを備えている。図２、図３に示すように、ユニットフレーム１０の上端部の前面には、巻取ユニット２が異常状態にあることを作業者に報知するための、ランプやブザー等からなる報知部１４が設けられている。
【００２６】
図３に示すように、クレードル１２は、巻取管１１の両端部をそれぞれ回転自在に保持する２つのホルダ１５と、巻取管１１（パッケージＰ）の軸方向両側において２つのホルダ１５をそれぞれ支持する２本のクレードルアーム１６とを備えている。
【００２７】
綾振ドラム１３は、表面に光沢を有する金属材料で形成され、ユニットフレーム１０内に格納されたドラム駆動モータ４０（図６参照）により回転駆動される。また、この綾振ドラム１３の周面には螺旋状の綾振溝１３ａが形成されており、この綾振溝１３ａによって紡績糸Ｙをトラバースさせるように構成されている。そして、巻取ユニット２は、綾振ドラム１３が、綾振溝１３ａによって紡績糸Ｙをトラバースさせながら、巻取管１１に形成されたパッケージＰに接触した状態で回転することで、綾振ドラム１３との接触摩擦によってパッケージＰを回転させて、ボビンＢから解舒された糸を巻取るように構成されている。
【００２８】
また、図２に示すように、給糸ボビンＢと綾振ドラム１３の間の糸走行経路中には、給糸ボビンＢ側から順に、解舒補助装置１７、ヤーンフィーラ１８、テンション付与装置１９、糸継装置２０、ヤーンクリアラー２１（糸欠陥検出装置）がそれぞれ配設されている。
【００２９】
解舒補助装置１７は、給糸ボビンＢの解舒と共に芯管に被さる筒体を下げることにより、給糸ボビンＢからの糸の解舒を補助するものである。ヤーンフィーラ１８は、解舒補助装置１７とテンション付与装置１９との間における紡績糸Ｙの有無を検出するものである。テンション付与装置１９は、走行する紡績糸Ｙに所定のテンションを付与するものである。図２に示される例では、固定の櫛歯１９ａに対して可動の櫛歯１９ｂを配置するゲート式のものが用いられている。櫛歯１９ａに対して櫛歯１９ｂが噛み合わせ状態または開放状態になるように旋回自在になっており、その旋回はロータリー式のソレノイドにより行われる。
【００３０】
糸継装置２０は、次述のヤーンクリアラー２１により検出された糸欠陥を除去するために行われる糸切断時、または解舒中の糸切れ時などに、給糸ボビンＢ側の下糸とパッケージＰ側の上糸とを糸継ぎするものである。図２には、糸継装置２０として、円盤状のディスク部材２０ａ，２０ｂを備えたディスクスプライサが示されており、ディスク部材２０ａ，２０ｂが下糸Ｙ１と上糸Ｙ２とを挟持している状態で、ディスク部材２０ａ，２０ｂを互いにすり合わせることにより、下糸Ｙ１と上糸Ｙ２を解撚・加撚して糸継ぎするように構成されている。
【００３１】
ヤーンクリアラー２１は、紡績糸Ｙの欠陥を検出するためのものであって、クリアラーからの紡績糸Ｙの太さに応じた信号が適宜のアナライザで処理されることで、スラブ等の糸欠陥を検出する。また、このクリアラー２１には、糸欠陥を検出した時の糸切断用のカッター２１ａが付設されている。
【００３２】
糸継装置２０の上下には、給糸ボビンＢ側の下糸Ｙ１を捕捉して糸継装置２０へ案内する下糸捕捉案内部材２２と、パッケージＰ側の上糸Ｙ２を捕捉して糸継装置２０へ案内する上糸捕捉案内部材２３が設けられている。解舒中の糸切れ時、あるいは、ヤーンクリアラー２１による糸切断時には、下糸捕捉案内部材２２の吸引口２２ａは、図２に示されている位置において下糸Ｙ１の糸端を捕捉し、下から上へと旋回して糸継装置２０に下糸Ｙ１を案内する。同時に、上糸捕捉案内部材２３は、そのサクションマウス２３ａ（糸端捕捉手段）が、図２に示されている位置から、パッケージＰと綾振ドラム１３の接点近傍の糸端捕捉位置（図３において二点鎖線で示される位置）まで旋回し、この糸端捕捉位置においてパッケージＰから上糸Ｙ２の糸端を捕捉した後に再び下へと旋回し、糸継装置２０に上糸Ｙ２を案内するようになっている。
【００３３】
ところで、パッケージＰの巻取中に、パッケージＰの表面に飛び出た（又は付着した）不良な糸部分が生じたまま、パッケージＰの巻取が進行してしまうと、この不良糸部分がパッケージＰの中に混入してしまい、不良パッケージを生じさせることがある。
【００３４】
例えば、巻取中のテンション変動による糸切れや、ヤーンクリアラー２１で検出された糸欠陥を除去する際のカッター２１ａによる糸切断後に行われる、糸継装置２０による糸継時には、上糸捕捉案内部材２３のサクションマウス２３ａが、糸端捕捉位置まで移動してパッケージＰ側の糸端を捕捉することになるが、このとき、糸端を捕捉すると同時に、既にパッケージＰに巻かれた糸Ｙをも引き出してしまうこと（二重口出し）によって、引き出された糸ＹがパッケージＰの表面から飛び出した状態でパッケージＰに巻取られてしまうことがある。
【００３５】
また、給糸ボビンＢから解舒された糸Ｙのテンションが瞬間的に低下した場合などに、糸Ｙの一部がちぢれてしまい、このちぢれた部分（ビリともいう）がパッケージＰに巻取られることもある。あるいは、巻取ユニット２の周囲に浮遊する糸屑がパッケージＰ表面に付着した状態で巻取られてしまうことも考えられる。
【００３６】
そこで、本実施形態の巻取ユニット２には、糸巻取途中にパッケージＰの表面の品質（より具体的には、パッケージＰ表面の不良糸部分の有無）を監視するパッケージ監視装置２５が設けられている。図４は、パッケージＰ、綾振ドラム１３、及び、パッケージ監視装置２５の位置関係を示す、巻取ユニット２の上部拡大図であり、図５は、図４の左側面図である。図２〜図４に示すように、このパッケージ監視装置２５は、巻取ユニット２の前面側（図２の紙面手前側）において、水平方向に関して相対向するように設けられた発光素子２６と受光素子２７とを有する。
【００３７】
発光素子２６は、綾振ドラム１３の右側に位置するユニットフレーム１０の上端面に配置され、パッケージＰの表面に沿って水平（左方）に光を照射する。一方、受光素子２７は、綾振ドラム１３を覆うドラムカバー２８の、ユニットフレーム１０とは反対側の端部（図２の左端部）に、発光素子２６と対向するようにブラケット２９を介して取り付けられている。このように、発光素子２６と受光素子２７は同じ高さ位置にあり、発光素子２６と受光素子２７を結ぶ直線（センシング位置）がパッケージＰとドラム１３の接線（接平面）と平行になっている。
【００３８】
これにより、パッケージＰの表面から飛び出した不良糸部分が存在しない場合には、発光素子２６からパッケージＰの表面に沿って水平に照射された光は、受光素子２７により受光される。一方、図５に二点鎖線で示すように、パッケージＰの表面に不良糸部分Ｙｂが存在する場合には、発光素子２６から照射された光の一部が不良糸部分Ｙｂにより遮られて、受光素子２７の受光量が減少することにより、不良糸部分Ｙｂを検出することが可能である。
【００３９】
ここで、従来構成のように、発光素子２６と受光素子２７がパッケージＰと綾振ドラム１３の接点近傍に設けられると、発光素子２６から発せられた光が、金属製で光沢を有する綾振ドラム１３の表面で乱反射し、受光素子２７で受光される光量が減少してしまうという問題があった。そこで、本実施形態においては、図４、図５に示すように、パッケージ監視装置２５の発光素子２６と受光素子２７は、パッケージＰとこのパッケージＰの下部表面に接触するドラム１３との接点近傍から、パッケージＰの周方向（前斜め上方）に離れた位置に配置されている。つまり、発光素子２６と受光素子２７とが、ドラム１３の表面から離れるように配置されている。そのため、発光素子２６から発せられた光の、ドラム１３の表面における乱反射が小さくなり、受光素子２７の受光量減少が抑えられるため、不良糸部分Ｙｂのない正常なパッケージＰを、不良パッケージであると誤って検出してしまうのが防止される。
【００４０】
また、図３に示すように、発光素子２６と受光素子２７は、パッケージＰとドラム１３の接点から、糸継時に下方から旋回する、上糸捕捉案内部材２３のサクションマウス２３ａの糸端捕捉位置よりも、さらにパッケージＰの周方向に離れた位置（上方の位置）に配置されている。そのため、上糸Ｙ２の糸端捕捉時に糸端捕捉位置に移動したサクションマウス２３ａが、発光素子２６から発せられた光と干渉することはない。従って、糸端捕捉時にサクションマウス２３ａによって光が遮られることによる誤検出は発生しないし、このような誤検出を防止するために糸端捕捉時に、発光素子２６と受光素子２７による不良糸部分の検出を停止するなどの制御も不要である。
【００４１】
尚、上述したように、発光素子２６と受光素子２７とが、パッケージＰとドラム１３の接点から周方向に離れていると、パッケージＰの巻太りに伴って、発光素子２６及び受光素子２７と、パッケージＰの表面との距離が多少変化する。図６は、パッケージＰの巻太りによるパッケージ周面の変化を示す図である。図６に示すように、パッケージＰの巻太りに応じてクレードルアーム１６の傾斜角度が大きくなるため、図６の一点鎖線で示すように、パッケージＰの中心が後方（図中左方）に移動し、パッケージＰの周面の位置が変化する。しかし、このように、パッケージＰの巻き径変化に応じて、発光素子２６及び受光素子２７と、パッケージＰ表面との距離が多少変化するとしても、ドラム１３表面における光の乱反射を抑えつつ、パッケージＰ表面から飛び出した不良糸部分Ｙｂを精度よく検出するためには、パッケージＰの巻き径に関わらず常に、発光素子２６と受光素子２７は、パッケージＰ表面との距離がドラム１３表面との距離よりも小さくなる位置に配置されていることが好ましい。
【００４２】
その一方で、発光素子２６と受光素子２７を、パッケージＰ表面とドラム１３との接点から、あまりに遠くまで離しすぎると（例えば、パッケージＰの頂部位置（図５の位置Ａ）など）、パッケージＰの巻き径の変化に対する、発光素子２６及び受光素子２７とパッケージＰ表面との距離の変化が大きくなる。従って、このような場合には、パッケージＰ表面に近接して不良糸部分Ｙｂを確実に検出することが可能な、パッケージＰの巻き径範囲が狭くなる。そこで、発光素子２６と受光素子２７は、接点からパッケージＰの周方向に離れすぎない位置に配置されていることが好ましい。この場合には、パッケージＰの巻き径の変化に対する、発光素子２６及び受光素子２７とパッケージＰ表面との距離の変化が小さくなり、不良糸部分を精度よく検出可能となるパッケージＰの巻き径範囲が大きくなる。
【００４３】
また、本実施形態のように、発光素子２６と受光素子２７の位置が固定されており、これら発光素子２６と受光素子２７の位置に応じた特定のパッケージ巻き径範囲においてのみ不良糸部分を検出可能である場合には、前記特定の巻き径範囲が、不良糸部分が特に生じやすい巻き径範囲であることが好ましい。
【００４４】
ここで、一般的に、パッケージＰの巻き径が大きくなるにつれて、糸ＹがパッケージＰの回転軸方向端面から落ちる、いわゆる、端面落ちが生じやすいことが知られている。これは、巻き径が大きくなるほど、パッケージＰの表面に巻き付けられる糸Ｙに作用する遠心力が大きくなることが１つの原因と考えられる。このように、パッケージＰに端面落ちが生じた状態で、糸継ぎのためにサクションマウス２３ａがパッケージＰ側の糸端を捕捉する場合には、サクションマウス２３ａが、本来捕捉すべき糸端と共に端面落ちした糸Ｙをも同時に捕捉してしまい、二重口出しが発生しやすく、この二重口出しに起因した不良糸部分が生じやすくなる。
【００４５】
そこで、発光素子２６と受光素子２７は、特に、巻取管１１に一定量以上の糸（例えば、パッケージ巻き径が最大パッケージ径の５０％以上となる糸量）が巻取られ、パッケージＰの巻き径が十分大きくなったときに、接近しすぎによる誤検出が生じない程度に、そのパッケージＰの表面に対して所定の離間距離範囲で近接して、パッケージＰの表面から飛び出した不良糸部分Ｙｂを検出可能となることが好ましい。
【００４６】
上記の検出を行うための具体的なセンシング位置の一例を以下に示す。図６に示すように、発光素子２６と受光素子２７とを結ぶ直線６１（センシング位置）は、半巻パッケージＰ１（パッケージ径Ｒが、満巻パッケージＰ１の径（Ｒ１）の半分（Ｒ２）であるパッケージ）の、最前面から垂下させた仮想的な鉛直面６０に含まれ、且つ、半巻きパッケージＰ２の周面近傍に位置している。この位置では、半巻パッケージＰ２から満巻パッケージＰ１までパッケージ径が変化しても、パッケージＰの周面の変化は、パッケージＰとドラム１３との接点近傍よりも小さい。つまり、発光素子２６と受光素子２７のセンシング位置を図６の位置にすることで、従来構成（図１１参照）と比べて、半巻パッケージＰ２から満巻パッケージＰ１に至るまでの不良糸部分の検出を、より高精度に行うことができる。
【００４７】
本実施の形態のように、コーン状のパッケージＰを巻き取る場合には、上述のセンシング位置の設定は、大径側、小径側それぞれのパッケージ径に対して設定するとよい。例えば、発光素子２６は大径側を基準にセンシング位置を決定し、受光素子２７は小径側を基準にセンシング位置を決定する。このように、センシング位置を決定することによって、パッケージ表面に沿ったセンシング位置が規定され、パッケージ表面の全幅を監視することができる。
【００４８】
次に、巻取ユニット２の制御構成について説明する。図７は巻取ユニット２の制御構成を示すブロック図である。巻取ユニット２のユニットフレーム１０（図２参照）内には巻取ユニット２を制御する巻取ユニット制御装置３０が設けられている。この巻取ユニット制御装置３０は、演算処理装置であるＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＣＰＵが実行するプログラム及びプログラムに使用されるデータが記憶されているＲＯＭ（Read-Only Memory）と、プログラム実行時にデータを一時記憶するためのＲＡＭ（Random Access Memory）、及び、外部とのデータの入出力を行う入出力インターフェース等で構成されている。
【００４９】
巻取ユニット制御装置３０は、給糸ボビンＢから解舒された糸Ｙを巻取管１１に巻き付けてパッケージＰを形成する、一連の糸巻取動作を制御する糸巻取制御部３１と、パッケージ監視装置２５からの信号に基づいてパッケージＰの品質を判定する品質判定部３２とを有する。尚、糸巻取制御部３１と品質判定部３２の機能は、前述したＣＰＵが、ＲＯＭに格納された制御プログラムを実行することによって実現される。
【００５０】
糸巻取制御部３１は、自動ワインダ１の全体動作を制御する機台制御装置４から送られた指令に基づいて、綾振ドラム１３を駆動するドラム駆動モータ４０を制御して、綾振ドラム１３によって巻取管１１を回転させてこの巻取管１１にパッケージＰを形成する。また、糸巻取中に、糸切れが発生した場合、あるいは、ヤーンクリアラー２１により検出された糸欠陥を除去するためにカッター２１ａによる糸切断が行われた場合には、糸継装置２０を制御してパッケージＰ側の上糸Ｙ２と給糸ボビンＢ側の下糸Ｙ１の糸継ぎを行う。
【００５１】
品質判定部３２は、パッケージ監視装置２５の発光素子２６と受光素子２７によって、パッケージＰの表面に不良糸部分が検出された場合には、そのパッケージの品質は不良であると判定し、糸巻取制御部３１により制御されている糸巻取動作を一時停止させる。同時に、品質判定部３２は、ユニットフレーム１０に設けられた、ランプやブザー等からなる報知部１４を動作させ、不良パッケージが発生したことを作業者に知らせる。
【００５２】
次に、前記実施形態に種々の変更を加えた変更形態について説明する。但し、前記実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
【００５３】
１］前記実施形態では、下糸捕捉時にサクションマウス２３ａが接近してくる方向である、巻取ユニット２の前面側に、パッケージ監視装置２５の発光素子２６と受光素子２７が設けられているが（図５参照）、図８に示すように、巻取ユニット２の背面側に発光素子２６と発光素子２７が設けられていてもよい。この場合には、サクションマウス２３ａの糸端捕捉位置とは無関係に発光素子２６と受光素子２７とを配置することができる。
【００５４】
２］前記実施形態のように、発光素子２６と受光素子２７が１組のみで、且つ、その位置が固定されている場合には、パッケージＰの巻き径変化に応じて発光素子２６及び受光素子２７とパッケージＰの表面との距離が変化するために、場合によっては、不良糸部分を検出可能なパッケージ巻き径範囲が狭い範囲に限られてしまう。そこで、不良糸部分を検出する発光素子２６と受光素子２７が、パッケージＰの巻き径の変化に応じて、位置を変更可能に構成されていてもよい。
【００５５】
例えば、図９に示すように、パッケージＰを支持する両側のクレードルアーム１６に発光素子２６と受光素子２７がそれぞれ設けられ、さらに、各々のクレードルアーム１６に、発光素子２６あるいは受光素子２７が長手方向に複数設けられてもよい。
【００５６】
この形態では、図９（ａ）に示すように、パッケージＰが小径の場合には、クレードルアーム１６の最も先端側（パッケージＰ側）に位置する発光素子２６ａと受光素子２７ａが、パッケージＰの表面に最も近接することから、この１組の発光素子２６ａと受光素子２７ａにより、パッケージＰ表面の不良糸部分が検出されることになる。一方、図９（ｂ）に示すように、パッケージＰの径が大きくなると、小径時に使用されたものよりもクレードルアーム１６の基端側（パッケージＰと反対側）に位置する発光素子２６ｂと受光素子２７ｂがパッケージＰの表面に最も近接することになり、この１組の発光素子２６ｂと受光素子２７ｂにより、パッケージＰ表面の不良糸部分が検出されることになる。つまり、パッケージＰの巻き径が大きくなるにつれて、不良糸部分を検出する発光素子２６と受光素子２７の位置が、クレードルアーム１６の基端側に変更される。
【００５７】
または、１組の発光素子２６と受光素子２７が位置変更可能であり、パッケージＰの巻き径変化に応じて自らの位置を変更するように構成されてもよい。この構成の具体例を以下に挙げる。
【００５８】
図１０（ａ），（ｂ）に示す構成では、パッケージＰを支持する両側のクレードルアーム１６に、発光素子２６と受光素子２７がそれぞれクレードルアーム１６に対して長手方向に移動可能に設けられている。その上で、パッケージＰの巻太りに伴ってクレードルアーム１６の傾斜角度が大きくなるにつれて、クレードルアーム１６に設けられた発光素子２６と受光素子２７が、それぞれバネ５０を介して引っ張られて、クレードルアーム１６の基端側に位置を変更するように構成されている。
【００５９】
また、図１１（ａ），（ｂ）に示す構成では、パッケージＰを支持する両側のクレードルアーム１６に、発光素子２６と受光素子２７がそれぞれクレードルアーム１６に対して長手方向に移動可能に設けられるとともに、クレードルアーム１６にはその傾斜角度を検出する角度検出センサ５１が設けられている。また、クレードルアーム１６に設けられた発光素子２６と受光素子２７には、これら発光素子２６と受光素子２７をそれぞれクレードルアーム１６の長手方向に駆動する、モータや流体圧シリンダ等のアクチュエータ５２が連結されている。そして、角度検出センサ５１で検出されたクレードルアーム１６の傾斜角度に応じて、アクチュエータ５２が発光素子２６と受光素子２７を駆動することで、発光素子２６と受光素子２７が、クレードルアーム１６の基端側に位置を変更するように構成されている。
【００６０】
３］前記実施形態においては、パッケージＰに接触するドラム（綾振ドラム１３）は、このパッケージＰを摩擦接触によって回転駆動する駆動ドラムであったが、ドラムがパッケージＰを駆動する目的以外で設けられている場合でも本発明を適用することができる。例えば、巻取管１１を直接駆動するモータ等の駆動手段がドラムとは別に設けられており、パッケージＰの表面に接触するドラムは、主に、パッケージＰの表面形状を整えるために接圧を付与する目的で設けられるものである場合であってもよい。
【００６１】
４］前記実施形態の巻取ユニットは、図２、図３に示されているように、軸方向一端が他端よりも小径のコーン状のパッケージを形成するものであるが、軸方向に関してパッケージ径が一定の、チーズ状のパッケージを形成するものであってもよい。
【００６２】
５］前記実施形態では、発光素子２６と受光素子２７がパッケージＰの両端位置にそれぞれ設けられていたが、発光素子２６と受光素子２７がパッケージの一端側に共に配置された上で、パッケージ他端側には発光素子２６からの光を反射する反射部材が設けられ、反射部材で反射された光を受光素子２７が受光するように構成されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本実施形態に係る自動ワインダを概略的に示す正面図である。
【図２】巻取ユニットの正面図である。
【図３】巻取ユニットの上部の左側面図である。
【図４】パッケージ、綾振ドラム、及び、パッケージ監視装置の位置関係を示す、巻取ユニットの上部拡大図である。
【図５】図４の左側面図である。
【図６】パッケージの巻太りによるパッケージ周面の変化を示す図である。
【図７】巻取ユニットの制御構成を示すブロック図である。
【図８】変更形態に係る巻取ユニットの上部拡大図である。
【図９】別の変更形態に係る巻取ユニットの上部拡大図であり、（ａ）はパッケージ径が小径、（ｂ）はパッケージ径が大径の状態をそれぞれ示す。
【図１０】さらに別の変更形態に係る巻取ユニットの上部拡大図であり、（ａ）はパッケージ径が小径、（ｂ）はパッケージ径が大径の状態をそれぞれ示す。
【図１１】さらに別の変更形態に係る巻取ユニットの上部拡大図であり、（ａ）はパッケージ径が小径、（ｂ）はパッケージ径が大径の状態をそれぞれ示す。
【図１２】従来技術における、パッケージＰの巻太りによるパッケージ周面の変化を示す図である。
【符号の説明】
【００６４】
２ 巻取ユニット
１１ 巻取管
１３ 綾振ドラム
２３ 上糸捕捉案内部材
２３ａ サクションマウス（糸端捕捉手段）
２５ パッケージ監視装置
２６ 発光素子
２７ 受光素子
Ｐ パッケージ
Ｙ 糸
Ｙｂ 不良糸部分
【特許請求の範囲】
【請求項１】
糸を巻取管に巻取ってパッケージを形成する糸巻取機の、糸巻取中に前記パッケージ表面を監視するパッケージ監視装置であって、
前記パッケージの表面に沿って光を発する発光素子、及び、前記発光素子からの光を受光する受光素子とを備え、
前記発光素子と前記受光素子によるセンシング位置は、共に、前記パッケージとこのパッケージに接触するドラムとの接点近傍から前記パッケージの周方向に離れた位置に配置されていることを特徴とするパッケージ監視装置。
【請求項２】
前記発光素子と前記受光素子によるセンシング位置は、前記パッケージ表面との距離が、前記ドラム表面との距離よりも小さくなる位置に配置されていることを特徴とするパッケージ監視装置。
【請求項３】
前記糸巻取機は、糸切れ時又は糸切断時に前記パッケージの表面近傍に移動して、前記パッケージ側の糸端を捕捉する糸端捕捉手段を有し、
前記発光素子と前記受光素子によるセンシング位置は、前前記パッケージと前記ドラムの接点から、前記糸端捕捉手段の糸端捕捉位置よりも前記パッケージの周方向に離れた位置にあることを特徴とする請求項１又は２に記載のパッケージ監視装置。
【請求項４】
前記発光素子と前記受光素子によるセンシング位置は、少なくとも前記巻取管に一定量以上の糸が巻取られたときに、前記パッケージ表面に対して所定の離間距離範囲で近接して、パッケージ表面から飛び出た前記不良糸部分を検出可能となることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のパッケージ監視装置。
【請求項５】
前記不良糸部分を検出する前記発光素子と前記受光素子によるセンシング位置は、前記パッケージの巻き径の変化に応じて、位置を変更可能に構成されていることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のパッケージ監視装置。
【請求項１】
糸を巻取管に巻取ってパッケージを形成する糸巻取機の、糸巻取中に前記パッケージ表面を監視するパッケージ監視装置であって、
前記パッケージの表面に沿って光を発する発光素子、及び、前記発光素子からの光を受光する受光素子とを備え、
前記発光素子と前記受光素子によるセンシング位置は、共に、前記パッケージとこのパッケージに接触するドラムとの接点近傍から前記パッケージの周方向に離れた位置に配置されていることを特徴とするパッケージ監視装置。
【請求項２】
前記発光素子と前記受光素子によるセンシング位置は、前記パッケージ表面との距離が、前記ドラム表面との距離よりも小さくなる位置に配置されていることを特徴とするパッケージ監視装置。
【請求項３】
前記糸巻取機は、糸切れ時又は糸切断時に前記パッケージの表面近傍に移動して、前記パッケージ側の糸端を捕捉する糸端捕捉手段を有し、
前記発光素子と前記受光素子によるセンシング位置は、前前記パッケージと前記ドラムの接点から、前記糸端捕捉手段の糸端捕捉位置よりも前記パッケージの周方向に離れた位置にあることを特徴とする請求項１又は２に記載のパッケージ監視装置。
【請求項４】
前記発光素子と前記受光素子によるセンシング位置は、少なくとも前記巻取管に一定量以上の糸が巻取られたときに、前記パッケージ表面に対して所定の離間距離範囲で近接して、パッケージ表面から飛び出た前記不良糸部分を検出可能となることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のパッケージ監視装置。
【請求項５】
前記不良糸部分を検出する前記発光素子と前記受光素子によるセンシング位置は、前記パッケージの巻き径の変化に応じて、位置を変更可能に構成されていることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のパッケージ監視装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００９−２２０９７４（Ｐ２００９−２２０９７４Ａ）
【公開日】平成２１年１０月１日（２００９．１０．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−６９２０４（Ｐ２００８−６９２０４）
【出願日】平成２０年３月１８日（２００８．３．１８）
【出願人】（０００００６２９７）村田機械株式会社 (4,916)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月１日（２００９．１０．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月１８日（２００８．３．１８）
【出願人】（０００００６２９７）村田機械株式会社 (4,916)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]